我國網絡安全技術景觀分析

2021-04-25 05:24:12舒金鳳崔鵬

現代計算機 2021年6期

關鍵詞：網絡安全景觀分析

舒金鳳，崔鵬

（貴州財經大學信息學院，貴陽550025）

0 引言

1 數據來源與分析方法

1.1 數據來源

本文數據源于INCOPAT 專利數據庫，該數據庫所提供的專利信息具有及時性、全面性、準確性，是專利信息研究的首選數據庫。以“TIAB=網絡安全”為關鍵檢索詞進行檢索，得出2000-2019 年我國與網絡安全技術相關的發明專利合計6753 條，發明授權專利1593條，由于發明專利具有一定滯后性，因此2019 年數據僅做參考。將檢索出的專利數據信息進行整理，同時在技術景觀分析路線的基礎上對其進行深度分析。

1.2 分析方法綜述及路線

本文在分析方法上主要用到技術景觀分析。在國外，REINN、Kauffman 等認為技術景觀可以為技術發展制定指標，并且主張定義技術景觀結構[6-7]。但“技術景觀圖”這一概念最初由Jay Paap 提出，其認為該分析模式是能夠解釋技術的發展趨勢和挖掘技術的發展潛力，并在此基礎上構建了具體分析框架，稱為“技術景觀圖”[8]。目前國外已有大量學者利用技術景觀分析法對某些領域的專利技術進行了分析，如Dara 等人從宏觀和微觀的角度，對抗癌技術領域專利的申請趨勢、發明人、合作網絡、被引用率等進行了技術景觀分析，得出抗腫瘤技術研究主要集中在遺傳學和免疫學領域，還表示肽技術是下一步基因治療的主要技術[9]。Kong等人用專利引文網絡來進行基本的分析，以顯示樹突細胞技術的整體景觀，為后來的研究者們提供有效參考[10]。在我國，技術景觀最早在黃魯成對老年福祉技術進行景觀分析中，后其改進技術景觀分析流程用于分析玉米生物育種技術專利，再在2016 年將技術景觀分析系統定義為四側面分析框架用于分析老年福祉技術專利，在以上研究中均證明了技術景觀分析模型有較強的實用價值[11-13]。章帆利用技術景觀分析法，對無人機駕駛技術與人臉識別技術兩領域的相關專利進行了時間和空間分布景觀、技術研究熱點和研究主題景觀、術演化趨勢、技術集群特點和技術競爭態勢等的分析，探究技術的發展現狀并為促進發展提出有效的意見[14-15]。總體來看，我國目前在專利技術景觀分析方法上有一定的進步，如章帆的分析方法較新穎，黃魯成團隊的分析框架構建較系統。相比前人研究，黃魯成團隊的景觀分析法較為系統與完善，但也存在有待改進的地方，其在對技術景觀分析模型的構建上只考慮到宏觀與微觀，但如果考慮信息情報使用人群的構成，中觀層次的研究也是相當重要。如張曉林在分析石墨烯技術專利時，根據信息使用人群將分析框架定義為宏觀、中觀和微觀三個層次，總結出三者觀互相滲透、統籌考慮，可將各個層面的研究內容靈活運用[16]。因此本文在前人研究的基礎上，將技術景觀分析法定義為宏觀層次分析、中觀層次分析、微觀層次分析三方面，并應用于網絡安全技術的分析，具體涉及到時間趨勢、空間分布、主題沙盤、競爭對手等分析。本文的具體分析路線如圖1。

圖1 技術專利景觀分析流程圖

2 網絡安全技術景觀分析

2.1 基于宏觀層次的網絡安全技術分析

宏觀層次是指通過分析了解技術的整體情況，該目標在于把握技術的發展趨勢、創新的能力與水平，該分析結果的情報信息主要服務于決策者。本文在宏觀分析層次上主要涉及時間趨勢、專利分布與IPC 分類號統計。

圖2 是我國網絡安全技術相關專利的申請及授權趨勢，從申請總趨勢來看，總申請量自2001-2018 年總體呈增長的趨勢，說明我國網絡安全技術正處于不斷發展的狀態；同時又從圖中授權量趨勢來看，從2001-2015 年授權量隨著申請總量的增長而增長，但從2016年起授權量逐漸隨申請量的增加而減少了，其原因可能是專利審查力度的加強，也可能我國網絡安全技術在發展過程中可能遇到了技術的瓶頸期，當然還可能有其他政策因素或現實因素。除申請趨勢外，我們還了解到北京、廣東、浙江、上海等地區申請量加起來占一大半，該情況與這幾個地區的科技發展趨勢密切相關，因為經濟高度發達的地區，會集結大批科技公司、技術人員，這使得這些地區的技術發展比其他地區快。

圖2 我國網絡安全技術發明專利申請及授權趨勢

本文對我國網絡安全技術IPC 分類號進行了統計，并列出了申請量排名前十的IPC 類別，據分析我國網絡安全技術專利無論是在“大組”還是在IPC“小類”中都較為集中，并且由于“小類”更能呈現技術的差異，因此本文按IPC“小類”進行統計并展示技術排名前十五的IPC 類別。具體如表1。

表1 我國網絡安全技術申請量的IPC 分類號排列

從申請數量看，我國網絡安全技術專利主要集中在IPC 分類號為H04L、G06F、H04W 這幾類技術中，說明這幾類技術被廣泛重視，又因這幾類技術作為網絡安全技術的核心技術，所以其在未來還很可能有巨大的發展潛力，本文在后面還會將IPC 分類與其他分析結合研究，力求挖掘出更多信息。

2.2 基于中觀層次的網絡安全技術分析

中觀層次分析主要在掌握技術的發展能力水平的同時，更重視技術發展路線、技術熱點以及競爭能力的分析。該分析主要為整個行業或單個企業的發展戰略管理提供相應的參考依據。本文在此側重于分析主要申請主體、技術擴張潛力和技術價值分析三方面的分析。

（1）主要申請主體類別與申請人分析

科技危機是人類面臨的最大危機與挑戰，化解危機、應對挑戰，仍然存在許多制約因素和條件，筆者認為至少有如下十大難點。

隨著互聯網的興起，人們對網絡安全問題越來越重視，受市場的需要，一些公司開始對網絡安全技術進行研究，相關專利技術也應運而生。同時高校作為各類研究的搖籃，對技術的開發與創新歷來都很重視，因此產生了大量的專利成果。據統計，我國網絡安全技術專利申請最多的主體是企業有3422 件，其次大專院校的有1032 件，接著個人申請有197 件，機關團體有183 件，從數據中可以看出企業和高校是主要的申請主體。

上面分析了申請主體類型，接著來看主要申請人的走勢。如圖3，我們從圖中可以看出主要申請人是由企業和大專院校構成，可以看出個申請人的年申請量有一定的波動性，其中波動最大的是華為技術有限公司，其在2011-2018 年前波動較大，在2018 年申請量達到峰值，在2011 年逐漸回歸平穩。其余研究單位申請量都處于緩慢波動著上漲的趨勢，這顯現出各主要研究單位一直以來對網絡安全技術重視，這對技術的發展來說是一個很好的勢頭。總的來說，各研究機構要想力求技術創新和取得新技術突破，還應該加強對技術研發。

圖3 我國網絡安全技術主要申請人的申請趨勢

（2）技術的價值分析

Incopat 專利數據庫提供了專利合享價值度評估，分值在1~10 分之間，技術價值越大分數越高，這使我們能夠直接判斷某件專利的價值度，通過判斷專利的價值度有助于我們了解某領域的重要技術。本文以我國網絡安全技術專利申請的主要IPC 號分類作為對象，對各類別專利進行價值統計并列出排名前五的IPC類別，如表2。

表2 我國網絡安全技術專利申請量的IPC 類別價值分析

據圖2，其中H04L 類技術對應的數量較多，其次G06F、H04W 代表的無線通訊網絡類技術也可明顯看出其專利數量都比較多，相比之下G06Q、HO4N 代表的圖像通訊類技術的數量較少，但從分值上看大都大于5 分。以上數據可以說明在未來這幾類技術的發展還很有前景，將來被轉化為實用技術的機會很多，也反映出網絡安全技術的發展處于良好狀態。但以上數據不能明顯地對比出幾類技術之間的差異，因此本文在此利用以下公式（3）計算出每個IPC 類別的加權合享價值度評估值，其能更好地反應這幾類專利的價值性，具體公式（1）如下：

該公式Xi代表評估標準值，Yi代表各IPC 類別專利的數量，將表2 中的數值帶入公式1 計算出各類專利的加權合享價值度評估值分別為H04L 類6.9 分，G06F 類6.6 分，H04W 類7.2 分，G06Q 類5.9 分，HO4N類6.3 分。對比發現IPC 號為H04W 類的專利技術的價值最高達7.2 分，證明其具有很高的價值，加上該類技術目前的數量還較少，因此該類在未來估計還具有很大的發展空間。H04L 類技術加權平均分高達6.9，加上其巨大的技術基數，其價值不言而喻，未來依然有很大的發展空間。其余三類得分略低，但總體來說分值處于正常狀態，說明我國網絡安全技術在未來還有很大的發展潛力，我們的決策者應該抓住網絡安全技術的發展高峰，力求為技術的發展做出貢獻。

（3）技術擴張潛力分析

專利技術的擴張潛力分析主要是指技術機構申請的專利覆蓋的IPC 小類占總體IPC 子領域的比例。該指數越大，說明該機構的專利覆蓋面越廣、技術應用越廣、市場擴張潛力越大。公式（2）如下：

公式中j 表示機構序號，Kj為相應機構申請專利包含的IPC 小類別的個數，K 指所有機構總體IPC 小類個數。通過統計分析，本文所涉及到k 為17，在此選取申請量排名前5 的華為、國家電網、北京奇虎、中興和杭州安恒為對象進行網絡安全技術擴張潛力的分析。具體數據如表3。

從結果上看，華為公司在網絡安全技術領域的擴張潛力指數最大，為0.29，是最具研究潛力的公司。其次是中興通訊和杭州安恒，分別達到0.23，具有較強的技術開發潛力。但總的來說我國企業在該領域的技術擴張潛力上還不算強，需要進一步的增強技術的創新，開闊技術的橫向研究廣度，從而加大技術潛力的擴張。

表3 我國網絡安全技術主要研究機構的技術潛力指數前五名

2.3 基于微觀層次的網絡安全技術分析

微觀層次分析主要側重對具體主題技術發展狀況，挖掘技術的潛在創新能力。本文在此處重點進行沙盤聚類分析與主要研究機構的技術領先程度的分析。

圖4 我國網絡安全技術專利沙盤聚類分析

通過沙盤聚類，接下來運用各主題聚類來分析各主要研究機構的技術領先程度，如圖5。此處本文將八類主題分別進行矩陣分析，得到各研究主體中主要企業的技術發展情況，圖中橫坐標為技術類別，縱坐標為主要企業分布。本文在此選取華為技術公司、中興通訊股份有限公司、杭州安恒信息技術股份有限公司、國家電網公司、北京奇虎科技有限公司，重點分析其技術優勢以及可發展空間。

圖5 我國網絡安全各技術主題的申請人技術領先程度表

從圖5 中可以看出華為公司的技術研發主要集中在訪問請求中的安全控制方法、驗證研究中的網絡認證方法、安防系統中的應用服務質量以及網絡攻擊等方面的，在其余技術類的研究中涉及較少。因此基于華為公司強大的科研實力，其在其他領域還有很大的研究空間，其可以在發揮自己研究長處的同時放寬技術研究領域，爭取在其他技術類別中取得突破；從圖中可以看出中興公司的研究領域主要涉及在路由、認證、系統防護和安全事件上，說明中興公司的研究基礎也比較廣闊，在對其后來的發展相當有利；杭州安恒、北京奇虎涉及到的研究領域與技術探索力度要低于華為與中興兩家公司，但是其在網絡安全技術研究方面還是有一定的研究實力，其未來在網絡安全技術的研究上仍然具有一定優勢。國家電網公司則是在網絡安全管理上的研究有一定的突出，但在其他與網絡安全技術方面的研究則很少，若國家電網公司能在其他領域投入研究，那么久有可能取得更多的技術突破，將會對我國網絡安全技術的發展具有促進優勢。

3 結論與建議

本文運用專利技術景觀分析，對我國網絡安全技術專利進行了分析。從宏觀層次看我國網絡安全技術相關專利申請量偶有波動，但總體處于增長的狀態，技術主要分布在北京、廣東等經濟發達、科技高速發展等地區。從中觀層面來看企業與大專院校等是主要申請主體并且主要研發機構的技術擴張潛力較低，但是從技術的價值性來看，我國網絡安全技術專利的價值相對較高，處于正常狀態；從微觀層次來看，我國網絡安全技術設計到的技術范圍較廣，不同的研究機構涉及到的研究內容有所差異，但各有所長。

本文建議戰略決策者加大技術發達地區的研發投入以及專業人才的輸入，對于其他重要研究地區建議實行單一技術著重研究，力求專項突破。管理者應實行嚴格的監管措施，力求專項資金專項使用，全力投入技術研發，加大專利技術申請質量的提升。相關研發者可以根據自身不同的技術優勢選取較為合適的研究單位，使得研究者本身的技術價值得以體現，使不斷強化技術創新，促進新技術的突破。本文在此總結出我國在網絡安全技術發展中的優勢與劣勢：

本文通過對網絡安全技術相關專利的分析，得到了我國網絡安全技術的整理發展狀況，同時對我國網絡安全技術發展過程中存在的問題進行說明，同時給出了幾點建議。本文的研究雖然對技術景觀分析進行完善，但還缺少更細膩、深入的分析，例如對專利技術引文分析、機構合作力度、核心關鍵技術分析等，因此后來的學者在分析過程中可將這些因素考慮進去。